1、V2O5工艺技术工艺技术2008年9月用钒渣生产五氧化二钒的工艺流程钒渣钒渣预处理净化残渣废水沉钒浸出氧化焙烧片状V2O5熔化钒渣的预处理n钒渣预处理包括破碎、球磨、除铁、配料混料。n破碎：将大块钒渣破碎块状，再用鄂式破碎机破碎到一定粒度，钒渣水分控制在2%以下。n球磨：将一定粒度的钒渣用球磨机，磨成粉末状，粒度小于0.1mm。n除铁n目的：为了避免金属在氧化焙烧过程中，由于金属铁氧化反应时要放出大量热量，致使炉料粘结。n要求金属铁残余量的质量分数一般在5%10%左右。n方法：磁选、风选、筛选。n配料、混料：n将一定量的钒渣粉与添加剂按要求的比例混合均匀的过程。n添加剂的种类：Na2CO3、N
2、aCl、Na2SO4，主要是以Na2CO3为主，还要配入一定量的NaCl或者Na2SO4。n注意：如果添加剂出现结块，必须进行破碎。氧化焙烧n焙烧的目的：将钒渣在氧化气氛下加热，使之氧化后与钠盐反应生成可溶解于水的钒酸钠的过程。n焙烧过程中分为三个阶段（氧化带、钠化带、冷却带）。氧化带：n主要是钒渣脱水和金属铁、低价氧化物氧化及分解的阶段，一般是0-600左右完成的阶段。n主要反应：nFe+O2-FeOnFeO+O2-Fe2O3nFeOSiO2+O2-Fe2O3SiO2nFe2O3SiO2-Fe2O3+SiO2nFeOV2O3+O2-Fe2O3V2O3nFe2O3V2O3+O2-Fe2O3V2
3、O4nFe2O3V2O4+O2-Fe2O3V2O5nFe2O3V2O5-Fe2O3+V2O5钠化带n从600开始到焙烧最高温度之间的阶段。焙烧最高温度应控制在800，温度过低造成生烧，温度过高易结球、结块造成过烧(宁愿生烧都不能过烧)。n主要反应：nV2O5+Na2CO3-NaVO3+CO2nV2O5+Na2SO4-NaVO3+SO2nV2O5+NaCl+H2O-NaVO3+HCl冷却带n从焙烧最高温度降到600左右，最低温度550以上。并且要求急冷,避免炉料缓慢冷却时,将已经生成的可溶性偏钒酸钠在结晶时脱氧生成不溶于水的钒青铜,从而影响转换率。影响焙烧转换率的因素n影响焙烧转换率与钒渣的成分
4、和结构有关以外，还与以下因素有关：n钒渣粒度n添加剂的种类n添加剂的用量n焙烧的温度n焙烧时间要求小于0.1mm以下，可增大钒渣的表面比，与钠盐更好的接触反应。但是过细也会增加磨矿成本,输送及焙烧过程粉尘量大和难回收等困难，浸出后的残渣难过滤。碳酸钠、氯化钠、硫酸钠等等。采用混合钠盐作为添加剂可降低成本，同时提高转换率和降低浸出液的碱性。但不能单一使用食盐或芒硝作为添加剂，会影响焙烧效果。在钒含量一定的情况下，配入的钠盐越多越容易生成低熔点物质,会使炉料粘结。少了会使钒渣中的钒不能充分反应。最高温度不能超过800。有充分的时间才能使钒渣和钠盐完全反应。Na盐的计算nW1K1 K2 V WW1，
5、包括所有加入的Na盐；K1，五氧化二钒的系数；K2，苏打比，V，全钒含量；W，钒渣重量；Na盐的计算（锦利）nW1K1 K2 V WW2 W1/aW1，加入Na2CO3的量；W2，加入NaCl的量；K1，五氧化二钒的系数（1.785）K2，苏打比；V，全钒含量；W，钒渣重量；A,取值为34；浸出n浸出的目的：将熟料中可溶性钒酸钠溶解到水溶液的过程。n影响浸出的因素n熟料的粒度n熟料可溶钒的含量n液固比n浸出的温度n搅拌n浸出方式n浸出时间n浸出液的PH值应控制在0.15mm左右即可，粒度细可增大液固间接触面积，提高溶解速度和扩散速度，有利于提高浸出率。可溶钒含量低，浸出浓度越稀，越有利提高溶解
6、速度和扩散速度。液固比越大，浸出率越高。但水量大使浸出液含钒浓度降低，不利于沉钒。一般液固比控制在（35）:1。要求温度大于80，温度越高有利于扩散和提高溶解度，同时有利于破坏硅酸离子团胶，使溶液易澄清。搅拌有利于提高扩散速度，提高浸出率。有连续浸出式或间接浸出式，间接浸出式效果更好。要求大于20分钟以上，熟料与水接触的时间越长，浸出的效果越好。PH值一般控制在89；高硅含量的钒渣控制在78。净 化n除杂的目的：n浸出过程中，一些杂质也将随着钒酸钠一起浸出到溶液中，将影响沉钒和产品质量，因此在浸出过程中要将一些杂质净化除去。主要是去除溶液中的阴离子杂质（磷酸根、砷酸根）。注：杂质来源包括本身的
7、杂质及从浸出池带入的沉淀物n除杂的方法：n利用下面的反应去除：Na3PO4+CaCl2=Ca3(PO4)2+NaCl（ph值89）n如果CaCl2加入过量，易生产钒酸钙沉淀造成钒的损失。NaVO3+CaCl2+H2O-Ca(VO3)2H2O+NaCln要求：P0.015%，净化后的溶液放入澄清池8小时以后才能使用。沉钒n酸性铵盐沉淀法：n在净化后的碱性溶液中搅拌下加入硫酸中和，当钒酸钠溶液PH值为46左右时，加入铵盐，再用硫酸调节PH值至22.5，在加热、搅拌条件下可结晶除桔黄色多钒酸铵(APV)沉淀。沉钒过程使用的物质的作用n硫酸(H2SO4)：将碱性溶液转为酸性，调节PH值生成多钒酸钠。n
8、氯化铵(NH4CL)：可结晶出多钒酸铵沉淀，铵盐必须过量存在，多钒酸铵溶解度随着温度的升高而减小。n晶种：可加快多钒酸铵结晶，并且对即将煮烂的钒，能起补救作用。影响沉钒的因素n钒液的浓度n沉淀的PH值n氨盐的加入量n搅拌条件n沉钒时间n溶液中的杂质对沉钒的影响溶液浓度高低影响沉淀物的组成，浓度高有利于APV（多钒酸铵）的晶粒长大，加快沉钒速度，但浓度过高沉钒物夹杂的杂质增多。含钒的质量浓度控制在20g/L左右为宜。PH值的高低，影响产品的组成和沉钒速度。降低酸度有利加快沉钒速度，PH值过低易引起水解反应发生，影响产品质量。一般控制在22.5之间。氨盐溶液体积含钒浓度加氨系数加氨系数取值为（11
9、.3）一般需要20分钟以上。有利于加快沉钒速度和保证晶粒长大和产品质量。洗涤n目的：在NH4Cl+NaV03-NH4VO3+NaCl反应中，由于生产Na盐等物质，易造成成品V2O5纯度不够，所以要进行洗涤。n洗涤的方法：锦利公司采用工业用水洗涤“黄饼”。熔化n熔化：V2O5熔点为637，采用反射炉，加热将多钒酸铵(APV)熔化。采用反射炉熔化这种方法回收率一般在95%左右，炉内分三步完成：脱水、脱氨、熔化。n脱水：先用中火或小火将含水量20%-60%的黄饼脱水，温度在100左右，时间约1-2小时。n脱氨：在水份含量低于1%以下后，开大火温度在100-500左右，时间约1-2小时。n熔化：当温度
10、升至到500-800时开始熔化，炉体理论温度在800-900左右，时间约1-1.5小时左右，当熔化温度900时，V2O5生成蒸汽蒸发掉。n布料：根据炉体大小确定APV的加入量，有平铺式、堆积式两种方法。n平铺式：要求底料铺平，厚30cm此方法接触面积大，水蒸气、氨气易排放，适合于小炉体。n堆积式：由于采用反射炉，炉内温度不是平均值，在炉尾(温度最高点)可多铺APV成堆积式，有利于熔化平均，适合于大炉体。n炉口不能铺APV，APV需一定的高度，APV堆积高度不能超过火焰。APV不能堆积在流槽口，炉头、炉尾两处应形成坡度沟槽，以便于溶液流出。n制片钒n熔化后V2O5从出铁口流出，用水冷的旋转粒化台铸成一定厚度（35mm）的薄片。V2O5质量标准 适适用用范范围围编号编号化学成份化学成份%V2O5SiFePSAsNa2O+K2OV2O4物理状态物理状态冶冶金金V2O599990.150.200.030.010.011.0片状片状V2O598980.250.300.050.030.021.5片状片状化化工工V2O597970.250.300.050.10.021.02.5粉状粉状
